碱性阴离子交换膜的制备和表征燃料电池的应用程序gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

碱性阴离子交换膜(AAEM)中扮演一个重要的角色在燃料电池的发展。在本研究中,静电纺丝技术被用来AAEM做好准备。我们使用BC / TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba膜衬底的引入季铵组BC / TiO做准备gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ CHPTAC (3-chloro-2-hydroxypropyl三甲基氯化铵)复合膜。和复合膜的特点是通过XRD, SEM, XPS和TG方法。发现BC / TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ CHPTAC (0.05 g)膜表现出较高的热稳定性和更好的综合性能。取代度(DS)、水吸收,BC / TiO的离子交换容量(IEC)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ CHPTAC膜。结果表明,DS,公元前水吸收,IEC / TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ CHPTAC膜1.16、140%,1更易gydF4y2BaggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba},分别。我们相信这复合膜的性能可以保证许多应用程序在燃料电池。gydF4y2Ba

1。介绍gydF4y2Ba

最近,随着能源危机的升级,越来越多的关注一直对燃料电池的研究。燃料电池为住宅应用已经证明他们的发电能力较低热值使用天然气(效率高达60%gydF4y2Ba1gydF4y2Ba]。预计效率超过70%时结合燃气轮机或往复式内燃机gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]。其中,质子交换膜燃料电池(PEMFC)是最有前途的应用程序,因为它是典型的装置,可以不断将化学能转换为电能和热能的有限gydF4y2Ba4gydF4y2Ba]。膜是质子交换膜燃料电池的核心组件之一,包括质子交换膜燃料电池膜(PEMFCM)和阴离子交换膜燃料电池膜(AEMFCM)。AEMFCM旨在提供足够的羟基离子离子交流期间和隔离阳极阴极电化学反应。在阴离子交换膜燃料电池(AEMFC) AEMFCM应该有优秀的化学、热、机械稳定性以及高电导率和低成本。因此,制备高性能的AEMFCM成为一个关键的研究(gydF4y2Ba5gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。gydF4y2Ba

目前,聚乙烯醇(PVA) [gydF4y2Ba8gydF4y2Ba)和壳聚糖(CS)是两种常用的矩阵。金等。gydF4y2Ba9gydF4y2Ba)准备分成四部分PVA / SiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba混合膜,它用于直接甲醇燃料电池。因为它是表明甲醇渗透率(10gydF4y2Ba^{−7gydF4y2Ba}-10年gydF4y2Ba^{−8gydF4y2Ba})的混合膜低,满足燃料电池的要求。然而,PVA / SiO的离子传导gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba混合膜很差。熊等。gydF4y2Ba10gydF4y2Ba)分成四份合成壳聚糖通过壳聚糖和缩水甘油三甲基氯化铵。复合膜是由混合的分成四份壳聚糖季铵聚乙烯醇(QAPVA)。这复合膜可以达到的最大电导率gydF4y2Ba S /厘米。但膜的稳定性不好,它可以短时间内完全溶解在水中。因此,研究和开发新材料的制备AEMFCM是至关重要的。gydF4y2Ba

根据一些研究,细菌纤维素膜(BC)有许多优良性能,如纯度高(99% - -100%)、超细(纳米),高水分潴留和热稳定性,低渗透天然气和高杨氏模量在潮湿条件下(gydF4y2Ba11gydF4y2Ba,gydF4y2Ba12gydF4y2Ba]。公元前AEMFCM准备的基础上,通过电纺的,不仅保持上述优点,但也引入许多额外的优势,例如,高的比表面积,大长径比、高质量、大孔隙度和可控的膜厚度(gydF4y2Ba13gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba16gydF4y2Ba]。否则,很容易准备一个多功能的电纺纤维结合许多技术。与此同时,通过物理和化学方法诱导无机粒子可以提高膜的化学和热稳定性。有机-无机纳米复合材料薄膜通常有机聚合物和无机纳米复合材料构件(gydF4y2Ba17gydF4y2Ba,gydF4y2Ba18gydF4y2Ba]。SiO常用的无机材料gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba(gydF4y2Ba19gydF4y2Ba),(铝、镁)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba(SiOgydF4y2Ba_4gydF4y2BaOgydF4y2Ba_10gydF4y2Ba)(哦)gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba ngydF4y2BaHgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO (gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba),钠gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba(艾尔gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba如果gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_10gydF4y2Ba]gydF4y2Ba2 hgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO (gydF4y2Ba21gydF4y2Ba),和HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_8gydF4y2BaPgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba锆(gydF4y2Ba22gydF4y2Ba]。其中,TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba纳米颗粒显示的功能固体增塑作用,化学稳定性高,,无毒、无味,应用于不同的领域,包括环境保护、能源、和复合材料gydF4y2Ba23gydF4y2Ba]。杨(gydF4y2Ba24gydF4y2Ba)准备了PVA / TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba复合膜通过溶液浇铸方法,用它在甲醇燃料电池的最大电流密度7.54 W /厘米gydF4y2Ba^{−2gydF4y2Ba}。这些复合膜可能更适合AAEMs的基质材料。gydF4y2Ba

在本文中,我们采用了静电纺丝技术BC / TiO做准备gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ CHPTAC纳米纤维膜。这种复合膜使强度高、离子交换能力大,成本低。与其它膜相比,BC / TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ CHPTAC复合膜表现出类似的性能,因此成为燃料电池中的应用前景。gydF4y2Ba

2。实验部分gydF4y2Ba

2.1。材料gydF4y2Ba

公元前样本培养使用gydF4y2Baxylinum醋菌gydF4y2BaNUST4.2通过静态发酵过程gydF4y2Ba25gydF4y2Ba]在30°C。他们对待0.1 M氢氧化钠溶液在80°C 2 h,以冲洗掉细菌和带到一个中性pH值用蒸馏水洗几次。氯化锂、二甲基乙酰胺(DMAC), CHPTAC,氢氧化钠,TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba,PVA购买化学试剂国药控股有限公司有限公司(分析年级)。所有化学物质被用作收到没有进一步净化。gydF4y2Ba

2.2。TiO的准备gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba公元前/膜gydF4y2Ba

一定数量的BC粉添加到8%氯化锂/ DMAC (w / w)的解决方案。混合搅拌在100°C 1 h形成均匀BC /氯化锂/ DMAC的解决方案。气泡被快速离心消灭的解决方案。一定数量的TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba粉添加到公元前/氯化锂/ DMAC解决方案,其次是超声波分散。适应纺丝温度、湿度、电压、挤压速度,和接收距离,收集的超细纳米纤维是一个铝箔辊。固化后在乙醇和蒸馏水清洗,TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba公元前/再生膜。gydF4y2Ba

2.3。TiO的准备gydF4y2Ba_2gydF4y2BaBC / CHPTAC-OH膜gydF4y2Ba

上述TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba公元前/膜是添加到250毫升三颈瓶和加热水浴60°C 1 h和异丙醇作为溶剂。然后我们添加CHPTAC上述解决方案根据一定的摩尔比(10:1)在公元前CHPTAC脱水葡萄糖单元。氢氧化钠(2摩尔/升)的解决方案是用来调整体系的pH值。之后,电磁搅拌连续了4-16 h在特定温度(25-60°C)。清洗产品终于到冻干机冻干与获取碱性阴离子交换膜。gydF4y2Ba

2.4。TiO的准备gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC / CHPTAC-OH / PVA膜gydF4y2Ba

PVA粉末添加蒸馏水,搅拌在90°C 2 h形成均匀、透明的解决方案(PVA质量分数是8%)。TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC / CHPTAC-OH / PVA膜浸泡到PVA的解决方案。膜转移到两个玻璃盘子然后干60°C,形成一个三明治结构。然后TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC / CHPTAC-OH / PVA碱性阴离子交换膜铸造。gydF4y2Ba

2.5。结构特征和形态测试gydF4y2Ba

溶液的流变特性,研究了使用旋转粘度计,在剪切速率从0.001年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}0.1年代gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。使用x射线衍射仪(XRD)观察薄膜晶体结构(力量D8进步,德国)。2样品进行扫描gydF4y2BaθgydF4y2Ba范围的10°- 80°。操作电压和电流是40 kV(步骤1 kV / 1)和30 mA。辐射是铜KgydF4y2BaαgydF4y2Ba辐射的波长1.54056。使用扫描电子显微镜(SEM)观察样品形貌和微观结构。样本溅射涂以金和检查使用JEOL地产- 6300 lv显微镜(日本)。傅里叶变换红外光谱法(ir)被用来测试样品的结构性质。样品进行了傅里叶变换红外光谱仪(力量EQUINOX55,德国)。傅立叶变换红外光谱被记录的光谱范围500 - 4000厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}通过积累32的分辨率扫描4厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。热重分析(TGA)测试样本进行了TGA仪器(TGA-50,日本岛津公司),从50°C到800°C,在10°C的升温速率gydF4y2Ba最小值gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。样品被NgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba在整个分析。x射线光电子能谱(XPS)分析用来确定元素组成和元素价态。样本测试的x射线光电子能谱仪(使用JEOLφ广达,日本)使用Al KgydF4y2BaαgydF4y2Ba辐射。gydF4y2Ba

2.6。膜性能测试gydF4y2Ba

2.6.1。取代度gydF4y2Ba

取代度(Ds)膜的计算由以下方程:gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba氮的质量分数。gydF4y2Ba

2.6.2。水吸收gydF4y2Ba

细胞膜在冻干−55°C 24 h,直至恒重获得干膜。然后,他们沉浸到去离子水在室温下48 h。这一次后,膜,与纸擦拭,很快在微量天平称重。膜的水吸收(吴)计算gydF4y2Ba 我和女士在哪里干的重量和相应的water-swollen膜,分别。gydF4y2Ba

2.6.3。离子交换容量gydF4y2Ba

离子交换容量(IEC、更易/ g)检查使用传统的酸碱滴定,计算以下方程:gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba盐酸浸泡膜的体积,gydF4y2Ba;gydF4y2Ba氢氧化钠的体积,gydF4y2Ba;gydF4y2Ba盐酸的浓度,mol / L;gydF4y2Ba氢氧化钠的浓度,mol / L;gydF4y2Ba干膜的质量,g。gydF4y2Ba

2.6.4。溶胀比gydF4y2Ba

水溶胀比(SR)的膜被浸泡样品调查成水在室温下48 h,并计算了SR以下方程:gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba和gydF4y2Ba分别干和湿膜的大小。gydF4y2Ba

2.6.5。机械性能gydF4y2Ba

单纤维的机械性能测量使用shimazuags - 100 - nx万能材料试验机(日本),和一个20毫米计量长度在横梁的50 mmgydF4y2Ba最小值gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。抗拉强度(gydF4y2BaMPa)和断裂伸长比(gydF4y2Ba膜)的计算是通过以下方程:gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba是膜的断裂载荷,gydF4y2Ba;gydF4y2Ba样品的宽度,mm;gydF4y2Ba样品的厚度,mm;gydF4y2Ba是原来的距离,cm;gydF4y2Ba破损的距离,厘米。gydF4y2Ba

2.6.6。离子电导率gydF4y2Ba

离子电导率(gydF4y2Ba的s /厘米)膜与日本日置3532 - 50电导仪测量并计算由以下方程:gydF4y2Ba 在哪里gydF4y2Ba两个电极的距离,cm;gydF4y2Ba样品的宽度,cm;gydF4y2Ba样品的厚度,cm;gydF4y2Ba样品的阻抗值,gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

3所示。结果和讨论gydF4y2Ba

3.1。TiO的表征gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC复合膜gydF4y2Ba

3.1.1。优化BC静电纺丝gydF4y2Ba

公元前的浓度对实际上电纺纤维的形态有重要影响。图gydF4y2Ba1(一)gydF4y2Ba显示了公元前的粘度和浓度之间的关系解决方案在25°C。我们可以看到,其粘度会跟上公元前浓度的解决方案,因为,与浓度的增加,溶液的高分子量单位体积增加;因此,分子链缠结程度增强。图gydF4y2Ba1 (b)gydF4y2Ba显示了公元前的粘度特性之间的关系解决方案和温度,浓度是0.5%。然而,随着温度的增加,公元前溶液的表观粘度下降,因为当温度提高,分子链的活动增强,导致更好的移动解决方案的。一个适当的静电纺丝条件选择25°C和1.5%的最后,通过整体考虑膜的形成和液滴。gydF4y2Ba

3.1.2。形态学分析gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba2(一个)gydF4y2Ba显示了纳米纤维(直径约30 - 60海里)公元前的生物合成gydF4y2Baxylinum醋菌gydF4y2Ba和长度范围从几微米到几10微米。实际上电纺纤维的平均直径从1.2 wt % BC浓度增加到1.35 wt % 150 - 200 nm(图gydF4y2Ba2 (b)gydF4y2Ba),215 - 350纳米(图gydF4y2Ba2 (c)gydF4y2Ba),270 - 400纳米(图gydF4y2Ba2 (d)gydF4y2Ba),500 - 800 nm(图gydF4y2Ba2 (e)gydF4y2Ba),分别。纤维直径与公元前增加浓度增加。在低浓度、分子链缠绕的小,射流拉伸的静态电力强,所以是超细纤维的直径。当浓度增加,分子链的缠结的影响增强。射流拉伸的静态电力下降;由于直径逐渐增加。在图gydF4y2Ba2 (f)gydF4y2Ba纺丝电压17岁kV,浓度为1.35 wt %,和纺丝纤维的平均直径200 - 300 nm,小于图gydF4y2Ba2 (d)gydF4y2Ba(16千伏1.35 wt %)。这主要是由于表面电荷密度电纺的解决方案与电场强度增加,形成一个更大的静电斥力。与此同时,更高的电场强度结果在飞机强大的加速度。所有这些因素可以影响喷射和纤维,最终导致更大的拉应力。总之,最优旋转电压16 - 17 kV和温度是25°C。BC纺丝溶液的最佳浓度为1.3 wt % -1.35 wt %。gydF4y2Ba

数据gydF4y2Ba2 (g)gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba2(我)gydF4y2Ba公元前的SEM照片显示膜与TiO的不同内容gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。纺丝电压被设定为16千伏。温度是25°C和BC纺丝溶液的浓度为1.35 wt %。在这些照片中,我们可以看到,纺丝纤维的表面变得粗糙与TiO掺杂后gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba纳米颗粒和直径分布相对集中在300 - 500海里。平均直径略减少TiO的增加gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba比例。这些是主要是因为纺丝溶液的表面张力降低TiO掺杂后gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。然而,当TiO的内容gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba超过0.05克,他们倾向于总。最后,0.05 g TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba被选中。gydF4y2Ba

3.1.3。XRD和XPS分析gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba3(一个)gydF4y2Ba显示本机公元前的XRD谱(黑色曲线,(我))和公元前再生纤维(红色曲线,(2))。公元前本地显示了三个强大的布拉格峰在14.6°,16.9°,和22.7°,索引(101),(10gydF4y2Ba)和(002)峰的典型的纤维素结构,分别。在公元前再生纤维的曲线,我们发现道路高背景噪声峰值显示一个非晶态结构。结晶度和微晶尺寸计算从XRD数据使用gydF4y2Ba 。他们显然表明本机公元前的结晶度为74.14%,但公元前再生纤维60.2%的微晶尺寸。公元前再生纤维的微晶大小明显小于公元前本地,因为再生后微晶的生长是不完整的。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba3 (b)gydF4y2Ba显示旋转的XRD谱BC(我),0.1 g TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC复合纤维(ii)和TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba(3)。在曲线(iii), TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba显示6强烈的布拉格峰约2gydF4y2BaθgydF4y2Ba= 25.2°,38.4°,48.1°,54.3°,54.5°,和62.4°索引》(101)、(004)、(200)、(105)、(211)和(224)峰的典型锐钛矿TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba结构,分别。这些结果表明,我们已经成功地制备锐钛矿TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba通过水热法。在0.1 g TiO的XRD曲线gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC复合纤维(曲线(2)),我们发现一些与TiO的新高峰gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和道路高峰是隐藏的,这可能是由于强烈的TiO的山峰gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。这些结果也反映TiO的成功做准备gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC复合纤维。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba3 (e)gydF4y2Ba显示了映射钛元素在电纺纤维膜的照片。在这张照片,我们可以看到TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba均匀地分散在纺丝纤维。数据gydF4y2Ba3 (c)gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba3 (d)gydF4y2Ba显示TiO的XPS谱gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba公元前/混合纤维和钛元素的窄谱。在图gydF4y2Ba3 (c)gydF4y2Ba三个元素(C、O和Ti)在样品表面被发现。Ti 2 p XPS Ti在图的峰值gydF4y2Ba3 (d)gydF4y2Ba包括两个Ti 2 p能级gydF4y2Ba_1/2gydF4y2Ba和2 pgydF4y2Ba_3/2gydF4y2Ba463.5 ev和471.5 ev。TiO频谱峰值是一致的gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba,这表明TiO的成功做好准备gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC复合纤维。gydF4y2Ba

3.1.4。热重分析和红外光谱分析gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba4(一)gydF4y2Ba显示了TGA光谱公元前纺丝纤维和纳米复合材料纤维TiO的不同内容gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。公元前纺丝纤维的曲线表明,减肥是由蒸发的HgydF4y2Ba_2gydF4y2BaO从50°C到120°C。进一步减轻体重从300°C到380°C相对较快,这是由于脱水和分解的分子。质量下降约89.5%。从390°C到600°C,质量几乎是不变的。这些表明,纤维素分解完全。然而,0.01 g TiO的分解温度gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC复合纤维高于纯纺纱BC。此外,剩余质量16.5%后390°C,公元前,它增加约7%纯纺纱纤维。当TiO的内容gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba增加到0.1 g,脱水和分解的分子开始在320°C,和剩余质量是33.5%。它增加约28%纯公元前纺丝纤维。所有以上表明TiO的热稳定性gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba公元前/复合纤维比纯纺纱纤维。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba4 (b)gydF4y2Ba显示了AAEM的傅立叶变换红外光谱(A), TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba公元前/混合纤维(B),和本地BC (C)。从图我们可以看到本机BC和混合纤维显示类似的傅立叶变换红外光谱,这意味着之间没有显著差异本机BC和混合纤维的结构。只有一些整个溶解和纺丝过程中生理变化。最显著的区别本地BC和AAEM光谱峰值得到了AAEM 1481厘米gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba},这与甲基铵。此外,AAEM定位在1418厘米的巅峰gydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}被引用为碳氮伸缩振动(gydF4y2Ba26gydF4y2Ba- - - - - -gydF4y2Ba28gydF4y2Ba]。傅立叶变换红外光谱给介绍的一个证据的季铵盐组纤维素骨架。gydF4y2Ba

3.2。接枝膜的性能测试gydF4y2Ba

3.2.1之上。取代度和离子电导率gydF4y2Ba

从表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,我们发现当碱对醚化剂的摩尔比为1.2,产品的替代程度是最优的。摩尔比率高于1.2时,更多的产品发生了副反应。很容易理解,一个低摩尔比低于1.2将导致反应底物不足,也导致更低的DS。随着取代度的增加反应时间,它到达高1.438 16 h。gydF4y2Ba

从表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,我们发现,增加膜的IEC DS的增加。至于样品7,DS 1.438;IEC高达0.99更易gydF4y2BaggydF4y2Ba^{−1gydF4y2Ba}。它与QAPVA /使用/ GA相比显著增加碱性膜(0.822更易/ g) (gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba)和单一与SiO相比增加gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ QAPVA(0.57更易/ g) (gydF4y2Ba10gydF4y2Ba]。这些表明,复合膜有可能应用的膜碱性阴离子交换膜燃料电池。gydF4y2Ba

3.2.2。水吸收和机械性能gydF4y2Ba

燃料电池的电化学性能是显著影响膜的水吸收。充足的水可以提供足够的运营商离子迁移。图gydF4y2Ba5(一个)gydF4y2Ba显示产品的DS的影响水吸收。从图中,我们发现,增加碱性复合膜的水吸收的增加DS嫁接反应,和水吸收高于膜没有贪污。水吸收当DS 1.16到140%。它在SiO的情况是相似的gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ QPVA [gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba碱性复合膜。最高水吸收是167%。引入亲水的羟基和季铵组增加了复合膜的亲水性。gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba5 (b)gydF4y2Ba显示了TiO的力学性能gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC / CHPTAC-OH / PVA膜不同的DS。提高复合膜的力学性能,加入PVA在室温。抗拉强度和断裂伸长TiO的比例gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC / CHPTAC-OH / PVA膜与DS的增加增加。我们发现当嫁接DS最大,TiO的抗拉强度gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ BC / CHPTAC-OH / PVA膜25.18 MPa,断裂伸长比例高达38.05%。随着DS下降,抗拉强度和断裂伸长比例最低。主要原因导致的问题可能是季铵和水的减少,导致抗拉强度和断裂伸长比例减少。gydF4y2Ba

3.2.3。AAEM膨胀倍数gydF4y2Ba

燃料电池是显著影响膜的尺寸稳定性。它是衡量膜的溶胀比。表gydF4y2Ba2gydF4y2Ba显示了复合膜的溶胀性能。,我们发现纯BC旋转膜的溶胀比很低,和肿胀面积的比例只有1.15%。膜的尺寸稳定性更好。此外,复合膜的溶胀比与DS的增加略有增加。这些可能是由于产生的亲水季胺组与DS的增加增加,暗示了亲水膜的属性。膜变得更加亲水和溶胀比增加。gydF4y2Ba

3.2.4。离子电导率gydF4y2Ba

图gydF4y2Ba6gydF4y2Ba显示复合膜在不同温度下的离子电导率IEC固定在0.99时更易与g。我们可以看到,膜的离子电导率逐渐增加从0.01到0.093 s / cm的增加温度从25°C到80°C。这个值是比较电解质117 1 M HgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba所以gydF4y2Ba_4gydF4y2Ba解决方案。gydF4y2Ba

4所示。结论gydF4y2Ba

在本文中,我们使用静电纺丝技术BC / TiO做准备gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba纳米纤维。然后BC / TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ CHPTAC-OH / PVA膜对碱性燃料电池通过碱化反应和碱性化就做好了准备。复合膜的属性包括水吸收、肿胀程度,机械性能,离子交换容量和离子导电性。发现获得AAEMs表现出高DS(1.16),当碱的摩尔比率和CHPTAC是1.2反应时间是16 h。公元前的水吸收和IEC / TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ CHPTAC膜分别为140%和1更易/ g,分别。与此同时,复合膜表现出优良的尺寸稳定性。复合膜的力学性能提高了PVA和BC / TiOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba/ CHPTAC-OH / PVA碱性阴离子交换膜最大饱和度表现出更好的机械强度(压力:25.18 MPa,应变:38.05%)。此外,复合膜的离子电导率在80°C 0.0093 s /厘米。与其他商业膜相比,和复合膜表现出类似的表演,因此有前途的许多应用程序在燃料电池。gydF4y2Ba

的利益冲突gydF4y2Ba

作者宣称没有利益冲突。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

作者承认金融支持中国国家自然科学基金(没有。21206076)和江苏省自然科学基金(没有。BK - 2012401)。这项工作是由先进的催化和绿色制造协同创新中心(常州大学),协同作用的研究中心高级Micro-Nano-Materials和江苏省技术和项目优先资助的学术程序开发江苏高等教育机构(PAPD,中国)。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

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